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CE常見問題解析丨NB模塊時間偏差大,如何校準(zhǔn)晶振電路
問題背景:
NB-IoT模塊產(chǎn)品出現(xiàn)較高不良率,實時時鐘誤差過大(每日偏差約15秒),無法滿足應(yīng)用需求。
問題分析:
該NB模組采用一款支持Cat-NB2的低功耗SoC芯片,時鐘回路使用的晶振:32.768KHz 12.5pf ±20ppm晶振。下方為原理圖,可以看到,該設(shè)計實際電路中使用兩顆10pF電容作為負(fù)載電容,布線緊湊。
32KHz時鐘回路原理圖:

經(jīng)推算,兩個10pf電容串聯(lián)后疊加約2pf寄生電容,整體負(fù)載電容僅7pf,與晶振要求的12.5pf相差懸殊。
實際測試:

實際測試顯示,該配置下輸出誤差高達(dá)+170ppm。按1ppm對應(yīng)0.0864秒/天計算,每天時間偏差約14秒,與反饋一致,顯然不可行。
按外接電容與輸出頻率的反比特性,增加C1、C2電容值可改善偏差,但會降低起振性能、增加功耗,不適合當(dāng)前的模塊(NB)應(yīng)用。且當(dāng)前回路起振能力僅370K歐姆,大幅增容易導(dǎo)致不起振。此時需要更換小負(fù)載電容值,內(nèi)阻更低的晶振才行。
解決方案:
推薦更換為負(fù)載電容匹配、內(nèi)阻更低的晶振:Epson 32.768KHz晶振FC2012AN(7pf、±20ppm):
低內(nèi)阻:僅60K歐姆(同類型晶振多為90K歐姆,內(nèi)阻越低,功耗越低)
小封裝:2.0*1.2mm,整體適配低功耗、小尺寸場景
實際測試:

由上圖可知,更換后預(yù)計頻率誤差降至11.2ppm,每日時間偏差約0.97秒。起振余量是370kΩ,大于5倍ESR值(5×60kΩ=300kΩ)。
該配置下的誤差:0.0864s/day*11.2=0.96768s/day即每天不到1秒。
總結(jié):
模塊時間不準(zhǔn),需要調(diào)整外接的電容;
低內(nèi)阻更適配低功耗場景,內(nèi)阻過高則有起振風(fēng)險。
南山電子是EPSON/愛普生元器件核心授權(quán)代理商,除上述FC2012AN之外,南山電子還提供其他各種型號晶體晶振、實時時鐘模塊、陀螺儀傳感器等。如需實時報價或選型、電路設(shè)計技術(shù)支持,可致電南山電子客服電話400-888-5058或者聯(lián)系網(wǎng)站在線客服。











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